임신 중 고열이 Hsp70 KO 생쥐의 초기 치아발생에서 FGF-8과 BMP-4의 발현에 미치는 영향

안동춘(Dong-Choon Ahn),김종룡(Jong-Ryong Kim),김원규(Won-Kyu Kim) 대한체질인류학회 2008 대한체질인류학회지 Vol.21 No.3

치아의 초기발생과정에는 여러 신호전달물질이 치아판에서 발현되어 치아 중간엽을 유도한다. 이러한 여러 물질 중 FGF-8은 초기 치아상피에서 발현하며 BMP-4는 치아상피의 유도에 의해 치아 중간엽에서 발현되어 치아의 형태발생을 조절한다. 한편, 임신 중 고열은 조직 및 기관의 정상발생을 방해하여, 심한 경우 선천성기형을 유발하는 요인의 하나로 인정받고 있다. 임신 중 고열에 노출되는 경우 보호 기전으로서 열충격단백질이 분비되며, 이 중 Hsp 70이 중추적인 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 유전자 변형기법을 이용하여 제작된 Hsp70 KO생쥐를 실험동물로 사용하여 치아 초기발생과정에 중요한 역할을 수행하는 FGF-8와 BMP-4의 발현양상을 면역조직화학법으로 연구하고자 하였다. 실험군은 고열에 노출된 Hsp70 KO 생쥐 태아를, 대조군으로 고열에 노출되지 않은 Hsp70 KO 생쥐 태아를 사용하였다. 실험군은 임신 제8일에 43℃ 수조에서 5분간 열충격을 주었고, 대조군에는 아무런 조작도 가하지 않았다. 임신 제13, 15, 17일에 자궁 속의 태아를 적출한 후 머리를 절취하였다. 머리에서 아래턱을 절취하여 통상적인 조직 제작법에 따라 파라핀에 포매한 후 조직표본을 제작하여 FGF-8 및 BMP-4 변역조직화학염색을 시행하고 광학현미경으로 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 임신 시기에 따른 치아의 발생은 실험군이 대조군보다 지연되어 있었다. 치아의 FGF-8은 대조문의 경우 발생이 진행됨에 따라 치아상피에서 발현이 감소되었지만 실험군에서는 지속적으로 발현하였다. BMP-4는 대조군에서는 상아질모세포로 분화할 치아속질 중간엽세포에서 양성반응이 나타났지만 실험군의 중간엽세포는 반응을 보이지 않았다. 이상의 결과에서 임신 중 고열은 치아판 성장을 억제하고, 치아상피에서 FGF-8의 발현을 지연시키며, 치아속질 내 중간엽세포에서 BMP-4 발현을 저해하여 치아의 정상적인 발생 중 나타나는 상피-중간엽 상호작용을 방해하는 것으로 생각된다. During early tooth development, multiple signaling molecules are expressed in the dental lamina and induce the dental mesenchyme. One signal, FGF-8, is expressed in the early dental epithelium, another one, BMP-4, has been shown to induce morphologic changes in dental mesenchyme. Meanwhile, hyperthermic exposure during pregnancy, as one of teratogens, is known to disturbe normal development and induce several congenital anomalies. This study is aimed to investigate the effects of maternal hyperthermia on the expressions of FGF-8 and BMP-4 in early odontogenesis. The pregnant Hsp70 knock-out at gestational day 8 were immersed in 43℃ water bath until their body core temperature reached at 43°C. Thereafter, pregnant mice were given more 5 minutes hyperthermic exposure. Heat-untreated Hsp70 KO mice fetuses were used as the control group. Fetuses were collected at embryonic day (ED) 13, 15 and 17. Developing tooth in the mandible was processed for immunohistochemical study. Tissue sections were immunostained for FGF-8 and BMP-4 and observed with light microscope. The obtained results were as follows: Tooth development in the heat shocked (HS) group is delayed rather than the control group in the given developmental period. FGF-8 immunolocalization in control group at ED 13 was gradually decreased compared to the HS group which showed continuously positive immunoreaction. BMP-4 immunolocalization was detected in dental mesenchyme, however, there was no positive immunoreaction found in HS group. These results suggest that maternal hyperthermia should induce the early odontogenesis, delay the expression of FGF-8 in dental epithelium, and disturbe the expression of BMP-4 in dental mesenchyme. Consequently, hyperthermic exposure during pregnancy affects epithelial-mesenchymal interactions.

웹 서비스 기반의 MSRR (Modeling & Simulation Resource Repository) 시스템 설계 및 구축

김연정(Yearn Jeong Kim),이동준(Dog-Joon Lee),김종룡(Jong Ryong Kim),윤석구(Seog Koo Yoon) 한국통신학회 2011 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.11

내장형 시스템을 위한 HLA기반 분산 실시간 시뮬레이션 환경 구현

정재경(Jae KyungJung),김호정(Ho Jeong Kim),원강연(Garng Yun Won),김종룡(Jong Ryong Kim) 한국정보과학회 2003 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.30 No.1C

복잡하고 특수한 기능을 수행하고 기존의 여러 다른 시스템과 연동해야 하는 내장형 시스템을 저비용 고효율적으로 개발하고 시험 및 평가하기 위해서는 분산 실시간 시뮬레이션 환경이 효과적이다. 또한, 특정한 목적으로 개발된 기존의 이질적인 시뮬레이션 모델들간의 상호호환과 재사용이 요구된다. 이러한 요구 사항을 만족시키고, 내장형 시스템과 시뮬레이션 환경의 연동 및 상호운용의 문제점을 해결하기 위해 HLA(High Level Architecture)기반으로 새로운 시뮬레이션 환경구조, 동작과정 및 운영절차를 제안하고 고찰한다.

Response of Metastatic Cancer Cells to Thermal Changes in vitro

안상길,권영이,최호순,권중균,유진영,김종룡,김원규,Ahn, San-Gil,Kwon, Young-Ee,Choi, Ho-Soon,Kwon, Jung-Kyun,Yoo, Jin-Young,Kim, Jong-Ryong,Kim, Won-Kyu Korean Society of Electron Microscopy 2007 Applied microscopy Vol.37 No.4

암세포가 있는 장소의 온도를 변화시키는 것은 하나의 암 치료 방법이 될 수 있다. 명확한 기전은 아직 잘 밝혀져 있지 않지만, 고온은 미토콘드리아로 신호를 전달해서 cytochrome c를 분비시키는 세포자멸사로의 길로 유도하는 것으로 알려져 있다. 저온은 $30^{\circ}C$ 미만에서 세포자멸사를 유도하지만 심하지 않은 저온에서는($35{\sim}33^{\circ}C$ 혹은 $31{\sim}29^{\circ}C$)오히려 세포자멸사를 막는 것으로 알려져 있다. CC-t6와 GB-d1세포 주는 림프절로 전이된 사람의 담관암과 담낭암에서 확립한 것으로, 이와 같은 전이성 암세포가 온도 변화에 어떻게 반응을 하는지를 연구하기 위해 고온노출($37{\rightarrow}43^{\circ}C$)과 저온노출($37{\rightarrow}17.4^{\circ}C$)을 시행하였다. 세포의 종류나 온도 변화를 통한 스트레스의 방법과 관계없이 죽는 세포가 관찰되었으며, 고온노출이 가장 심한 영향을 주었다. 이런 죽어가는 세포는 세포자멸사가 아닌 세포괴사의 경로를 거치고 있었다. 투과전자현미경을 이용한 관찰에서 세포자멸사적인 모습은 보이지 않았고, caspase-3, -9, cytochrome c, Bax 같은 세포자멸사와 관련된 단백질의 변화도 관찰되지 않았고, 열충격단백질 70과 27도 증가하였다. 결국 CC-t6와 GB-d1 세포는 온도변화를 통한 스트레스를 주었을 경우 세포괴사로 죽음을 알 수 있었다. 온도변화를 통한 스트레스는 열충격단백질의 증가와 함께 세포괴사를 일으켰다. GB-d1과 CC-t6 세포에서 고온은 가장 심각하게 세포괴사를 일으켰으며, 저온은 초기에는 세포괴사를 유발하였으나 12시간 경과후에는 세포분열이 더욱 활발하게 일어나 세포의 생명력을 연장시켜주었다. 결국 이 실험에서는 전이성 암세포를 제거하는 방법으로는 고은이 가장 효과적이며 유용함을 알 수 있었다. Alteration of temperature is one of cancer therapies. In general, severe hyperthermia(around $43^{\circ}C$) and hypothermia(around $18^{\circ}C$) trigger apoptosis through mitochondria, though the specific mechanism is still unknown. CC-t6 and GB-d1 cell lines, which were originally derived from human cholangiocarcinoma and gall bladder cancer, were established from a metastatic lymph node. To investigate the mechanism of metastatic cancer cell response to thermal stresses, hyperthermia($37^{\circ}C{\rightarrow}43^{\circ}C$) and hypothermia($37^{\circ}C{\rightarrow}17.4^{\circ}C$) were designed. Thermal stresses did not induce apoptosis but necrotic cell death. Any alterations of caspase-3, -9, cytochrome c, Bax, and Bcl-2 were not found in both hyperthermia and hypothermia exposed fells using western blot analysis. In the transmission electron microscopy, typical necrotic, but not apoptotic, changes were observed. These results suggest that temperature changes induce cell death through necrotic pathway in metastatic cancer in vitro, and it can be one of effective anticancer methods.

자동차 안전도평가제도의 정량적 효과분석

조한선(Jo, Han-Seon),심재익(Sim, Jae-Ik),김종룡(Kim, Jong-Ryong),성낙문(Seong, Nak-Mun) 대한교통학회 2007 대한교통학회 학술대회지 Vol.56 No.-

자동차 안전도평가제도는 소비자에게 보다 넓은 선택의 기회를 제공하고 자동차 제작사가 보다 안전한 자동차를 제작하도록 유도하기 위해 충돌시험 등을 통하여 자동차의 안전성을 평가하고, 그 결과를 소비자에게 공개함으로써 자동차 사고로 인한 인명피해와 사회적 손실을 감소시킬 수 있는 효과적인 자동차 안전정책 중의 하나이다. 우리나라 뿐만아니라 선진외국에서도 자동차 사고로 인해 많은 사상자가 발생하고 있으며, 이로 인한 막대한 사회적 손실이 문제로 제기되어 왔다. 그리하여, 각 국가들은 자동차 안전법규로서 자동차가 최소한의 안전도를 확보하도록 하는 것 외에 제작사가 자발적으로 충돌성능이 우수하고 탑승자의 안전성이 향상된 자동차를 제작하도록 유도하는 제도를 시행하고 있다.

HgS 및 HgS : Co 결정과 박막의 광학적 특성

박복남(Bok-Nam Park),방태환(Tae-Whan Bang),김종룡(Jong-Ryong Kim),장우선(Woo-Sun Jang),최성휴(Sung-Hyu Choe) 한국진공학회(ASCT) 1996 Applied Science and Convergence Technology Vol.5 No.3

서냉법과 용액성장법으로 HgS 및 HgS:Co 결정과 박막을 성장시켜서 결정구조를 조사하고, 광흡수를 측정했다. 이들 결정 및 박막은 육방정계 구조로써 HgS 및 HgS:Co결정의 격자상수는 각각 a。=4.155Å, c。=9.505Å과 a。=4.148Å, c。=9.487Å 이었다. 또한, HgS 및 HgS박막에 대한 격자상수는 각각 a。=4.14Å, c。=9.462Å와 a。=4.135Å, c。=9.422Å으로 주어졌다. 293 K에서 측정된 광학적 에너지 간격은 HgS 및 HgS: Co 결정이 2.040 eV, 1.900 eV 이고, HgS 및 HgS:Co 박막은 2.440, 1.940 eV 로 각각 주어졌다. HgS and HgS:Co crystals and films grown by the slow cooling and the chemical bath deposition method were used to measure their crystal structure and their optical absorption spectra. HgS and HgS:Co crystals are hexagonal structure with the lattice constant a。=4.155Å, c。=9.505Å for HgS and, a。=4.148Å, c。=9.487Å for HgS:Co. HgS and HgS:Co films are also hexagonal structure with the lattice constant a。=4.140Å, c。=9.462Å for HgS and a。=4.135Å, c。=9.442Å for HgS:Co, respectively. The optical energy gap of these crystals are given as 2.040 eV for HgS and 1.900 eV for HgS:Co, and the optical energy gap of these films were 2.440 eV for HgS and 1.940 eV for HgS:Co at room temperature, respectively.

산모의 고열이 Hsp70 KO 생쥐 아래턱뼈 치아의 초기발생에 미치는 영향에 관한 면역조직화학적연구

유진영(Jin Young Yoo),심윤택(Yun Tak Shim),이 진(Jin Lee),안상길(Sangil Ahn),김종룡(Jong Ryong Kim),김원규(Won Kyu Kim) 대한해부학회 2007 Anatomy & Cell Biology Vol.40 No.1

발생중인 실험동물 및 사람에서 고열은 선천성기형을 유발하는 요인의 하나로 인정되고 있다. 세포가 고열에 노출되면 방어기전으로 열충격단백질을 합성, 분비한다. Hsp70은 열충격단백질의 한 종류로서 정상발생 과정뿐만 아니라 고열과 같은 스트레스에 의한 세포자멸사를 억제하는 기능을 갖는 것으로 알려져 있다. 따라서 Hsp70이 결손된 실험동물이 고열에 노출되면 배아 혹은 태아에서 성장지연 및 선천성기형이 유발된다. 본 연구에서는 임신한 Hsp70 KO 생쥐를 고열에 노출한 후 치아 초기발생과정에 중요한 역할을 수행하는 FGF-4와 FGF-8의 발현양상을 면역조직화학법으로 연구하고자 하였다. 실험군은 고열에 노출된 Hsp70 KO 생쥐 태아를, 대조군으로 고열에 노출되지 않은 Hsp70 WT 생쥐 태아를 사용하였다. 실험군은 임신 제8.5일에 43˚C 수조에서 5분간 열충격을 주었고, 대조군에는 아무런 조작도 가하지 않았다. 임신 제13.5, 15.5 및 17.5일에 모체를 희생하여 자궁내의 태아를 적출한 후 머리를 절취하였다. 머리에서 아래턱을 절취하여 통상적인 방법에 따라 파라핀에 포매한 후 조직표본을 제작하여 FGF-4 및 FGF-8 면역조직화학염색을 시행하고 광학현미경으로 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. FGF-8 발현은 발생 13.5일 대조군에서는 치아판(dental lamina) 내부와 치아싹 첨부의 세포에서 양성반응을 보였고, 실험군에서는 극히 일부의 세포만 양성반응을 나타내었다. 발생 15.5일 및 17.5일 대조군에서는 치아속질(dental pulp)에 인접한 사기질모세포(ameloblast) 바닥막에서 양성반응을 나타내었으나, 발생 15.5일 실험군에서는 대부분의 치아상피에서 양성반응을 보였고, 발생 17.5일 실험군에서는 치아목고리 주변의 바깥 및 속치아상피에서 강한 양성반응을 나타내는 등 발생이 진행되어도 지속적으로 발현하고 있었다. FGF-4 발현은 발생 13.5일 대조군에서는 치아상피의 첨부에서 양성반응을 보였고, 발생 13.5일 실험군에서는 반응이 관찰되지 않았다. 발생 15.5일 대조군에서는 치아상피의 바닥막과 치아목고리에 위치한 치아상피세포에서 양성반응을 나타내었으며, 실험군에서는 치아싹은 초기 모자시기 단계였고, 치아판 입구와 치아목고리에 위치한 치아상피에서 양성반응을 보였다. 발생 17.5일 대조군에서는 이차사기질결절로 분화할 부위에서 양성반응을 보였고, 발생 17.5일 실험군에서는 구강상피에 인접한 치아판에서 강한 양성반응을 보였으나 나머지 부위에서는 미약하거나 음성반응을 나타내었다. 이상의 결과를 종합하면 임신 중 고열은 치아발생이 진행되어도 FGF-8을 지속적으로 발현시키고, 또한 FGF-4의 발현을 저해하여 치아의 발생과정을 억제하는 것으로 생각된다. To investigate the effects of maternal hyperthermia on early odontogenesis, pregnant Hsp70 knockout and wild type mice at embryonic day (ED) 8.5 were immersed in a 43�C water bath until their core body temperature reached that temperature, and then given a further 5min of hyperthermia. Untreated Hsp70 WT mice fetuses were used as the control group. Fetuses were collected at EDs 13.5, 15.5 and 17.5. Developing teeth in the mandible were processed for histological and immunohistochemical studies. Tissue sections were immunostained for FGF-8 and FGF-4 and observed using light microscopy. In the controls, FGF-8 immunolocalization was observed in cells within the dental lamina and in apically located dental epithelium at ED 13.5. However, a few cells were immunopositive in the heat shocked (HS) group. At EDs 15.5 and 17.5 of the control group, the basal lamina adjacent to the dental pulp showed positive immunostaining. In contrast, most of the dental epithelium was immunopositive at ED 15.5 in the HS group and inner and outer dental epithelial cells were continuously immunopositive by ED 17.5. FGF-4 immunolocalization was found in apical dental epithelium at ED 13.3 in the control group, but no such positive reaction was observed in the HS group. At ED 15.5 in the controls, basal lamina and dental epithelium near the cervical loop were immunopositive. In contrast, early cap-stage teeth had cells near the mouth of the dental bud and cervical loop that were immunopositive to FGF-4 in the HS group. In controls at ED 17.5, cells near the future secondary enamel knot were immunopositive, whereas most of the dental epithelium except for cells in the mouth of the dental lamina was negative in the HS group. Thus, maternal hyperthermia may inhibit normal odontogenesis through sustained production of FGF-8 and downregulation of FGF-4.